一种连续分钟排尿量计量的装置和方法与流程

1.本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种连续分钟排尿量计量的装置和方法。


背景技术：

2.排尿量(uo)是衡量肾功能和血容量状况的临床的重要参数，是危重症患者的重要体征，几乎所有危重患者都要留置foley导尿管引流患者膀胱内的尿液，用于监测患者uo以便更好地进行液体管理，减少发生急性肾损伤(aki)和急性肺损伤(ali)。目前医院广泛使用一种封闭式精密尿袋计量排尿量。这种非自动化的精密尿袋是依靠在刚性小容量收集盘或较大容量可折叠收集袋上的打印容量标记来主观解释尿液水平，这种方法容易出错，需要繁重的体力劳动来使用，医护人员有重复暴露于有害生物材料的潜在风险，并且效率低下。有些医院使用现有的自动计量排尿量的装置，这些装置多使用称重或者光电检测液滴再换算成排尿量体积的方法计量尿量，这些检测方法受到尿液比重和使用中摆放不平、晃动等干扰因素影响，测量值存在较大的误差。这些误差会误导临床医生对患者进行过度或不足的复苏，患者可能会导致严重的并发症，包括肾衰竭、心血管衰竭或肺水肿等等。
3.当前还有通过先将尿液过滤成纯水，然后再用光电传感器测量液滴换算成体积来计量排尿量的方法，采用这种测量方法的装置能避开尿液比重对测量值的影响，并能准确地、连续地测量到分钟尿流率。但是这种装置需要使用带有过滤器的一次性测量系统，过滤器会因为堵塞而需要经常更换，导致使用成本很高，现在已经停止生产。其他的还有使用各种液位传感器测量排尿量的装置，这种装置通过液位传感器实时检测刚性容器中液位变化的行程，然后再通过刚性容器的形状计算出排尿量，这种方法能较准确地测量每小时尿量，但无法测量相邻两个液位行程之间的尿量变化，在按照分钟间隔来测量时排尿量变化有时很小，这种方法测量精度不够。有研究发现，连续监测分钟尿流率变异能更及时地发现患者血容量不足，为医生给患者补液提供了一个有效的指标，减少了aki发生。导尿患者的排尿生理中，尿流率变化的范围很广，从每小时0－2ml到几分钟1－2l，要满足实时对这两个极端的尿流速精确测量，任何单一的测量方法都会付出很高的成本，这么昂贵的测量费用临床用户承受不起，难以商业化转化和推广。目前尚未有方法能既满足低成本使用要求又能满足临床对各种尿流率连续自动测量的需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种连续分钟排尿量计量的装置和方法，以满足临床对患者排尿量各种监测指标连续自动测量和采集的需要。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种连续分钟排尿量计量的装置，包括底座和测量系统，所述测量系统可拆卸地安装在所述底座上；
7.所述测量系统由引尿管、缓冲室、上阀门组件、初测室、下阀门组件、流量传感器和集尿袋组成；所述引尿管的一端连通于所述缓冲室的内部，所述缓冲室和所述初测室之间
通过上阀门组件连通；所述缓冲室的顶部设有透气孔；所述下阀门组件分别连通所述初测室和所述流量传感器，所述流量传感器还连通于所述集尿袋；所述底座上设有控制面板、控制器、液位传感器和接触模块，所述上阀门组件、下阀门组件、屏幕、键盘、液位传感器、接触模块均与控制器电连接；所述流量传感器与接触模块通过触点连接，所述接触模块用于将流量传感器的信号传递至控制器；所述液位传感器用于测量初测室内的液位并传递至控制器。
8.进一步地，所述底座上设有加压模块，所述初测室上设有加压阀门，加压模块与加压阀门连接，用于给初测室加压；所述加压模块和控制器电连接。
9.进一步地，所述初测室上设有测压孔，所述底座上设有测压模块；所述测压孔采用塑料膜密封并和测压模块紧贴，所述测压模块通过测压孔检测初测室内的压强并传递至控制器。
10.进一步地，上阀门组件和下阀门组件均采用旋塞阀。
11.进一步地，上述装置还包括有无线模块，所述控制器通讯连接于所述无线模块，用于实现控制器与外部的数据传输功能。
12.进一步地，所述控制器还连接有外部通讯接口，用于实现控制器与外部设备连接。
13.进一步地，上述装置还包括有电源模块，所述电源模块用于为各电气部件提供电能。
14.本发明还提供一种利用上述装置的方法，具体过程为：
15.开始测量时，控制器先打开上阀门组件，关闭下阀门组件，尿液经引尿管导入缓冲室，经上阀门组件流入初测室；当尿量达到液位传感器对应的定量值时，将触发液位传感器，液位传感器将液位信号传给控制器，控制器将开始测量时的第一个循环周期作为设置时间段，根据液位到达定量值的时间决定测量时间间隔，并在到达每个测量时间间隔时指令关闭上阀门组件同时打开下阀门组件，允许尿液通过流量传感器进行测量，控制器根据流量传感器测量到的这段时间间隔的排尿量，从而计算出这段时间间隔的平均流速；
16.当流量传感器检测到尿液排空后，控制器将指令下阀门组件关闭，上阀门组件重新打开，按照前一个循环周期中设定的测量时间间隔依次连续不断地重复上述测量；每次测量都是从零开始计量本次测量的排尿量，并根据每个时间段测量的排尿量累计算出小时排尿量和24小时排尿量，并对其中的一个或多个时间段的排尿量计算分钟尿流率变异率。
17.进一步地，上述方法中，在打开下阀门组件前，控制器先利用加压模块和加压阀门对初测室加压到预设压强，以控制初测室内的尿液流经流量传感器时的速度在可测量范围内，保证流量传感器的测量精度。
18.本发明的有益效果在于：本发明采用分步测量，利用初测室先判断患者排尿量状态，根据患者排尿量状态决定阀门开启和关闭间隔时间，然后再用流量传感器精确测量这个间隔时间里的尿流量并计算出患者分钟尿流量和小时尿流量，同时在尿量正常范围时计算分钟尿流率变异率。既为临床提供了各项需要的排尿量信息又将成本控制在临床可承受的范围内，适合普及并商业化转化。
附图说明
19.图1为本发明实施例1中装置的整体示意图；
20.图2为本发明实施例1中装置的侧面示意图。
具体实施方式
21.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
22.实施例1
23.本实施例提供一种测量患者排尿量的装置，如图1－2所示，包括底座1和测量系统，所述测量系统可拆卸地安装在所述底座1上；
24.所述测量系统由引尿管2、缓冲室3、上阀门组件5、初测室4、下阀门组件7、流量传感器8和集尿袋9组成；所述引尿管2的一端连通于所述缓冲室3的内部，所述缓冲室3和所述初测室4之间通过上阀门组件5连通；所述下阀门组件7分别连通所述初测室4和所述流量传感器8，所述流量传感器8还连通于所述集尿袋9；所述底座1上设有屏幕11、键盘12、控制器(图中未示)、液位传感器13和接触模块15，所述上阀门组件5、下阀门组件7、屏幕11、键盘12、液位传感器13、接触模块15均与控制器电连接；所述流量传感器8与接触模块15通过触点连接，所述接触模块15用于将流量传感器8的信号传递至控制器；所述液位传感器13用于测量初测室内的液位并传递至控制器。
25.需要说明的是，液位传感器的作用在于供控制器检测出初测室内尿液量达到预设量(即触发液位传感器的量)的时间，以便控制器在开始测量时决定测量的时间间隔，并按照时间间隔连续地开启或关闭上、下阀门组件，阻止引尿管尿液流入同时让初测室内的尿液流过下端的流量传感器进行精确测量。在连续测量的过程中，控制器还可以不断地检测每次测量的时间间隔里尿液量是否能达到预设量，并依此判断患者排尿量状态的变化并调整测量间隔时间。
26.进一步地，所述底座1上设有加压模块16，所述初测室4上设有加压阀门6，加压模块16与加压阀门6连接，用于给初测室加压；所述加压模块和控制器电连接。其中，加压阀门可以采用单向阀，当加压模块向初测室加压，气体能流入初测室内，当加压模块停止加压，初测室内部的气体压力会自动将加压阀门关闭。另外，加压阀门也可以采用电控阀门，由控制器开启和关停。
27.在本实施例中，所述初测室4上设有测压孔10，所述底座1上设有测压模块14；所述测压模块14通过所述测压孔10检测初测室4内的压强并传递至控制器。可以在测压孔上覆盖塑料薄膜，所述测压模块与所述塑料薄膜紧贴，以测量初测室内的压强，同时可以保证初测室的密封封闭。
28.在本实施例中，所述上阀门组件和下阀门组件均采用旋塞阀。
29.在本实施例中，缓冲室3和初测室4位于同一个初测仓内，并通过隔板分隔开。
30.在本实施例中，所述缓冲室3的顶部设有透气孔17，以保证缓冲室内压力与大气压相等，引尿管尿液能连续流入缓冲室。
31.需要说明的是，所述屏幕11可以采用液晶显示屏、触摸屏等，用于显示各种测量信息和人机交互信息；所述键盘12设有操作按键，用于设置各项参数和操作指令。
32.具体地，可以在所述底座1上设置测量系统安装槽，所述测量系统安装槽是个凹
槽，其形状与测量系统组装状态下的整体形状相匹配，所述测量系统嵌入所述测量系统安装槽内，并且所述测量系统安装槽内设有可开启和紧固的卡扣，用于测量系统固定在测量系统安装槽内。
33.需要说明的是，所述控制器是一个微机系统，用于运算和输出测量值，控制各个电气部件。
34.进一步地，所述装置还包括有无线模块，所述控制器通讯连接于所述无线模块，用于实现控制器与外部的数据传输功能。所述无线模块主要采用但并不限于wifi模块。
35.进一步地，所述控制器还连接有外部通讯接口，所述外部通讯接口包括并不限于rs232、usb等，主要用于实现控制器与外部设备连接，包括并不限于打印机、扩展监视器等。
36.进一步地，所述装置还包括有电源模块，所述电源模块用于为装置的各电气部件提供电能。所述电源模块还包括并不限于是锂电池，用于存储电能，在设备脱离外部供电时提供电源。
37.进一步地，所述底座1上还包括有集尿袋挂板24，所述集尿袋挂板24上设有挂钩25，用于悬挂和固定集尿袋9。
38.具体地，可以在所述底座上设置固定部件，用于将底座固定或悬挂在病床旁边。所述固定部件可以是固定架或挂钩等。
39.需要说明的是，所述引尿管2用于连接导尿管接口与缓冲室3，将流出导尿管的尿液引流到缓冲室3。
40.需要说明的是，所述初测仓是透明塑料材质的刚性盒子，刚性盒子的形状可以采用但不限于漏斗状，初测仓的容积为1－50ml(不限于这个范围)，分为缓冲室和初测室两个独立的腔室，缓冲室用于在流量传感器测量期间收集此时间段内流入尿液，使得尿液暂时不进入初测室内，并在流量传感器测量完后将此段尿液导入初测室，计入下一次测量尿量。
41.在本实施例中，所述底座1上装有两个液位传感器13，对应地将初测室4容积划分出两个容量等级，控制器将根据在设定的间隔时间里触发哪个液位传感器来判断患者排尿状态并调整间隔时间。当初测室内的尿液液位达到第一个液位时触发该液位传感器向控制器传递液位信号。控制器根据患者排尿量到达液位的时间判断患者排尿量状态，并据此决定测量间隔时间，控制上阀门组件和下阀门组件的开启和关闭，让尿液流过流量传感器对排尿量进行准确测量，测量数据和相关的计算结果通过屏幕提供给医生和护士查看。如果在设定的间隔时间内尿液液位能触发第二个液位传感器，控制器将降档缩短间隔时间，如果在设定的间隔时间内尿液液位不能触发第一个液位传感器，控制器将升档延长间隔时间。液位传感器的数量还可以根据测量需要作相应调整，不限于两个。
42.需要说明的是，初测室的尿量流经流量传感器时受到液体高度和张力等因素影响，流经流量传感器的流速不可控，影响了流量传感器的测量精度，为了保证流经流量传感器的尿液流速在流量传感器要求的速度范围内，需要先利用加压模块和加压阀门对初测室加压到预设压强，以控制初测室尿液流经流量传感器时的速度在可测量范围内，保证流量传感器的测量精度。测压模块将初测室内的压强测量值反馈至控制器中，供控制器控制加压模块的启停。
43.需要说明的是，所述流量传感器采用并不限于热式流量传感器，主要用于对流经测量系统尿液精确地测量。
44.需要说明的是，所述流量传感器和集尿袋通过集尿袋接头连接，所述集尿袋接头采用塑料接头。
45.实施例2
46.本实施例提供一种利用实施例1所述装置的方法，具体过程为：
47.开始测量时，控制器先打开上阀门组件，关闭下阀门组件，尿液经引尿管导入缓冲室，经上阀门组件流入初测室。当尿量达到液位传感器对应的定量值(如1ml)时，将触发相应位置的液位传感器，液位传感器将液位信号传给控制器，控制器将在开始测量时的第一个循环周期30分钟(不限于30分钟)，根据液位到达定量值的时间决定测量间隔时间，比如第一个30分钟内患者排尿量能在2、5、10、15、20分钟之内达到液位，控制器则在第3、6、15、20、30分钟进行测量，并在到达每个测量时间间隔时指令关闭上阀门组件同时打开下阀门组件，允许尿液通过流量传感器进行测量，控制器根据流量传感器测量到的这段时间间隔的排尿量，从而计算出这段时间间隔的平均流速。需要说明的是，测量时间间隔和液位到达定量值的时间之间的关系规则，可以视乎一个循环周期内的测量次数、循环周期的长短等因素自行定义。
48.当流量传感器检测到尿液排空后，控制器将指令下阀门组件关闭，上阀门组件重新打开，按照前30分钟设定的测量时间间隔依次连续不断地重复上述测量。每次测量都是从零开始计量本次测量的排尿量，并根据每个时间段测量的排尿量累计算出小时排尿量和24小时排尿量，其中对3、6分钟的测量还将计算分钟尿变异率，其他时间间隔仅计算小时排尿量和24小时排尿量。
49.本实施例采用了初测室和流量传感器，将排尿量测量分为预判和测量两步。该方法有益之处在于利用初测室预判患者排尿量的状态，根据预判的状态设定循环测量的时间间隔，以便每次测量都能蓄积一定的尿量，再用流量传感器精确测量患者这个时间间隔内的排尿量，可以提高测量精度，特别是在患者少尿和无尿状态时的测量。测量方法经济可靠，既能为临床提供了包括分钟排尿量和分钟排尿率、小时排尿量和小时排尿率、24小时排尿量以及按照体重计算的每小时/每公斤排尿量(ml/kg/h)等各项需要的排尿量信息，又能将成本控制在临床可承受的范围内，适合普及并商业化转化。
50.按照目前临床诊断标准，病人尿量有四种状态：
51.多尿≧2500ml/24h；
52.正常800ml－2000ml/24h；
53.少尿≦400ml/24h或≦17ml/h；
54.无尿≦100ml/24h；
55.在重症患者中，由于全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome sirs)导致毛细血管渗漏综合征(capillary leak syndrome cls)，血管中液体从血管渗透到组织间隙，引起患者进行性全身水肿，导致血容量相对减少，这时患者尿量表现为正平衡。而当患者原发病因得到控制，sirs和cls都得到改善，大量积压在组织里的液体重新回到血管内并通过肾脏排出体外，在病情好转初期，尿量会快速增加出现多尿，特别是在使用绊利尿剂后，3－4小时里排尿量可达到3－4l，有时甚至达到5l以上，这时患者尿量表现为负平衡，这是患者病情逆转的重要体征。
56.有研究证明，在血容量减少10％时，分钟尿流率变异率降低50％，在血容量减少
20％－30％时，分钟尿流率变异率降低到零，同时尿量相应减少。如果血容量恢复，分钟尿流率变异也将恢复。在创伤外科中的低血容量或失血性休克，分钟尿流率变异与患者血容量的相关性能帮助和指导医生适当的复苏和防止复苏过度，减少发生急性肺损伤(ali)和急性肾损伤(aki)，降低死亡率。
57.一个排尿量监测装置能连续完整地监测到重症患者病情变化过程中排尿量和尿流率的各项指标，将有助于医生对患者诊断和治疗。这将为重症患者监护提供了一项无创、经济而又有价值的监测手段和工具。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
59.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。